红外遥感技术在信息获取和传达方面有着其他技术无法比拟的优势,人类正在借助红外遥感技术实现对农业、地质、海洋、气象、军事、环保等各个领域的观测,与国家的发展密切相关。随着科学技术的发展,航天红外探测器朝着大面元、长线列的方向发展,因此红外探测器对线性斯特林制冷机的驱动控制电路的驱动能力、电磁干扰、控温精度等指标要求越来越高,从而使得大功率制冷机驱动控制电路的性能提升和功能扩展变的非常急迫。红外探测器及其制冷机组件一般不提供宇航级驱动电路与控制软件,因此红外探测器的制冷机驱动控制器需要自主研发。针对上述问题,本文设计了一款驱动能力强、控温精度高的斯特林制冷机驱动控制系统,该制冷机驱动控制电路不仅可以满足工程应用需求,而且为后续中长波红外探测的需求奠定基础。以下是对该控制系统的几点研究:首先,通过大量查阅文献资料,了解国内外市场上目前可调研到在研红外探测器制冷机组件的发展现状,并分析学习国内外斯特林制冷机驱动控制器的研究现状和技术指标,根据斯特林制冷机控制器的实际需求提出研究内容和创新点。其次,针对斯特林制冷机的工作原理,介绍了制冷机使用音圈电机的力学模型和电学模型并进一步推导出其动态数学模型。并依据SPWM控制技术和数字PID控制设计了制冷机驱动控制方案。然后,依据斯特林制冷机驱动控制方案,设计了硬件电路、投产、测试并最终验证了基于FPGA和基于半桥驱动芯片IR2110的制冷机驱动控制方案。硬件系统包括:FPGA控制模块、二次电源电路、测温信号处理电路、AD转换电路和H桥功率驱动电路。最后,搭建了斯特林制冷机驱动控制系统的实验平台,对设计方案提出的技术指标进行测试,同时验证了温度闭环控制系统的稳定性和精度,最后对实验数据和偏差进行了分析。在此方案和结果的基础上,本文还提出了适用于短波和中长波的斯特林制冷机驱动控制方案,完成了制冷机驱动硬件电路和控制软件的详细设计。硬件系统包括:DSP控制模块、二次电源电路、温度信号处理电路、AD转换电路和功率驱动电路。软件设计包括:主程序设计、中断程序设计以及数字PID控制算法程序等,并对此设计方案进行简单的分析。